JP3695261B2

JP3695261B2 - 加熱殺菌・冷却装置

Info

Publication number: JP3695261B2
Application number: JP31548699A
Authority: JP
Inventors: 宣昭長谷; 隆信仲野; 直久小玉; 誠雪山
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: JP2001130516A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、加熱殺菌・冷却装置、特に食品・飲料の無菌充填ライン又は熱間充填ラインにおけるボトル等の蓋体の内外面の加熱殺菌・冷却、あるいは類似物品の加熱殺菌・冷却のために適した加熱殺菌・冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボトルや缶等の容器に内容品を無菌充填又は熱間充填する無菌充填ライン又は熱間充填ラインにおける蓋体の殺菌法として、紫外線殺菌法又は赤外線やマイクロ波による乾式加熱殺菌法が知られている（例えば、特許第２７８２０２１号公報）。また、蒸気や熱水による湿式加熱殺菌法も知られている。
【０００３】
ところで、紫外線殺菌等の場合は、影により照射されない部分が生じ、あるいは菌の種類によっては殺菌効果がないなど、信頼性の面で問題があった。特に、蓋体は一般に蓋体内面におけるボトルとの嵌合シール部、ライナー材が組み込まれており、殺菌しにくい構造となっているため、紫外線が一様に照射されずに殺菌洩れが生じ易い欠点があった。これに対して蒸気殺菌の場合は、被処理物に効率よく熱が伝達されるだけでなく、隅々にまで蒸気が行き届き、均一で確実な殺菌が比較的短時間で行われるため、作業性、信頼性の面ですぐれた点が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱殺菌処理された蓋体は、殺菌後は高温状態にあり、定常温度に下がるまでに時間がかかるという欠点がある。従来は、加熱殺菌された蓋はそのまま密封装置に供給されており、ラインが低速の場合は密封装置で容器に装着されるまでに冷えるが、ラインが高速になるにつれて冷えるまでの時間が持てなくなり、高温のまま容器に装着される状態となっている。その場合、容器がガラス壜等の場合は問題ないが、プラスチックボトル等熱変形が起きやすい容器であった場合、高温のままの蓋体をボトルに被せると、その高温によってハンドリング工程においてキャップが変形し易いこと、及び通常運転とライン停止した場合でキャップ温度が変わることにより密封性が損なわれる恐れがある。この現象は、充填・密封ラインの高速化に伴い大きな問題となっている。
【０００５】
本発明は、そのような問題点を解消するために創案されたもので、蓋体等の被処理物を効率良く加熱殺菌でき、且つ加熱殺菌後の被処理物を短時間に効率良く冷却して、密封・充填ラインの高速化に対応できる加熱殺菌・冷却装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するこの発明の加熱殺菌・冷却装置は、蓋体などの被処理物の搬送経路を有し、該搬送経路に沿って前記被処理物の内外面に対向して加熱材を噴射する加熱材噴射手段を配置してなる加熱殺菌ユニットと、該加熱殺菌ユニットの下流側に配置され、被処理物の搬送経路を有し、前記加熱殺菌ユニットで加熱殺菌された被処理物を清浄冷却材で冷却する冷却ユニットとの組合せからなり、前記加熱殺菌ユニットは、被処理物をポケットに受容して高温蒸気の噴出ラインに沿って回転搬送するターレットを有するターレット式の加熱殺菌ユニットであり、前記冷却ユニットは、搬送中の被処理物に冷却材を噴射する冷却材噴出口を前記搬送経路に沿って配設され、上流側はアキュムレート部を構成し、下流側が冷却部を構成し、該冷却部は前記冷却材噴出口の配列が前記アキュムレート部よりも密になっていることを特徴とするものである。
【０００７】
前記冷却ユニットは、搬送経路を縦方向に螺旋状に形成し、該搬送経路に沿って、搬送中の被処理物に冷却材を噴射する冷却材噴出口を配設するのが望ましい。冷却材としては、清浄エアーが望ましいが、清浄冷却水も採用可能である。また、上記冷却ユニットは、アキュムレート部に続いて冷却部を構成することによって、上流側の加熱殺菌ユニットと下流側の密封装置の処理能力を調整して、少なくとも蓋体の冷却に必要な滞留時間の保持を可能とし、冷却不良が生じないように容易に制御できて望ましい。
【０００８】
また、上記加熱殺菌ユニットは、高温蒸気の噴出ラインに沿って被処理物をそのポケットに受容して回転搬送するターレットを有するターレット式の加熱殺菌ユニットであることが、装置を小型化できて望ましい。また、省スペースを図る為には、加熱殺菌ユニットを回転ターレット式にし、冷却ユニットを螺旋式にして、両者を同軸的に上下に重ねて一体のフレームに収納するようにするのが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の加熱殺菌・冷却装置の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図示の本実施形態は、例えば、図４に示すようなボトルへの熱間充填ラインに適用する蓋体の加熱殺菌・冷却装置の例を示している。図４における熱間充填ラインは、容器洗浄装置１０１、これに続く熱間充填装置１０２、密封装置１０３からなり、密封装置１０３へは、蓋体供給装置１０４から蓋体殺菌装置１０５を通じて供給される。１０６は各装置をつなぐラインコンベヤであり、１０７は、蓋体を搬送するシュート等の蓋体搬送コンベヤである。
【００１０】
上記充填ラインにおける蓋体殺菌装置１０５に、本発明の加熱殺菌・冷却装置が適用され、内溶液が充填されたボトルを密封する密封装置１０３に蓋体を加熱殺菌し、且つ常温近くまで冷却して供給するようになっている。本実施形態に係る加熱殺菌・冷却装置は、蒸気により蓋体を殺菌するターレット式の加熱殺菌ユニット１と冷却エアーにより加熱殺菌された蓋体を冷却する螺旋式の冷却ユニット２を組み合わせて構成されている。
【００１１】
ターレット式の加熱殺菌ユニット１は、図示しない蓋体フィーダーから蓋体供給シュート１０を介して供給される蓋体３を受け入れるポケット１２を持つターレット１１を有し、蓋体３をポケット１２に保持して加熱部１３に沿って冷却ユニット２へ送り出す排出口１４まで搬送する構造となっている。図１おいて、Ｍはターレット１１の駆動モータ、１５は蓋体３が冷却ユニット中に一杯になったときなど、必要に応じて一時的に蓋体の供給を停止するための蓋体導入ストッパー、２１は例えば蓋体の殺菌を途中で停止した場合や他の不都合が発生した場合等、次の工程に進めることが不適当なものを外部に排出除去する除去シュートである。２７は、加熱殺菌ユニット１から排出する蓋体を冷却ユニット２又は除去シュート２１へ切り替える切替ゲートである。
【００１２】
前記加熱部１３は、この実施形態においては蒸気パイプから蓋体の内面及び外面に向かって高温蒸気を噴出して加熱殺菌するようになっており、図２に示すようにターレット１１によって搬送される蓋体通路に沿って、上方側にアッパー蒸気パイプ１６、下方側にロワー蒸気パイプ１７、そして側方側にサイド蒸気パイプ１８がそれぞれ、適宜のブラケット２０によって支持されて配置されている。これらの各蒸気パイプの上流側には、蒸気供給源に連結された蒸気供給パイプ２２が連結され、またターレットの蓋体搬送路に面する区間には搬送中の蓋体に向かう方向に複数個の蒸気噴出穴１９が形成され、蓋体がターレット１１によって入口部から出口部まで搬送される間、蓋体の内面、上面及び周面に向かって高温蒸気を噴出して蓋体の内外面を加熱殺菌する。なお、蒸気パイプは、蓋体搬送路の下方側と上方側に配置して、蓋体の内外面に向けて高温蒸気を噴出すれば、必ずしもサイド蒸気パイプを設けなくても、蓋体の内外面を十分に殺菌することができるが、本実施形態では予備的にサイド蒸気パイプ１８も設けて、蓋体円周外面にも積極的に蒸気を噴出するようにしてある。
【００１３】
なお、図２において、２３はターレット２が蓋体を搬送するときに蓋体を支持するロワープレートであり、その中央部に沿ってロワー蒸気１７パイプから噴出した蒸気が搬送中の蓋体内面に達するように蒸気通過溝が適宜形成されている。２４は蓋体サイドガイド、２５は蓋体アッパーガイドである。また、２６はターレット駆動軸である。
【００１４】
一方、螺旋式の冷却ユニット２は、前記ターレット式の加熱殺菌ユニット１の下方側に略同軸的に配置され、全体として縦型にして省スペースを図っている。冷却ユニット２は、その中心に沿って延びる冷却ドラム３１を有し、該冷却ドラムの回りに、加熱殺菌された蓋体３が進行する螺旋状のシュートからなる経路３２が配設されている。冷却ユニット２の冷却ドラム３１には、冷却エアー供給パイプ４０が清浄エアー供給源に除菌フィルター４３を介して連結され、無菌化された冷却空気が供給されるようになっている。また、その表面には前記経路３２に対向する位置にノズル３３が配設され、冷却空気が経路３２に沿って進行する蓋体３に無菌冷却風を送るようになっている。冷却は、冷却空気ではなく、冷水によって行われてもよいが、多くの場合、冷却空気であることが好ましい。ノズル３３は、経路３２を進行する蓋体の内部に向けて冷却空気を噴射するように、その向きがそれぞれ調整されている。
【００１５】
冷却ユニット２の上半部はアキュムレート部２’とされ、下半部が冷却部２”となっており、アキュムレート部２’を蓋体３は急速に落下して、冷却部で密な状態になって送られながら主に冷却される。従って、冷却部２”はアキュムレート部２’よりもノズル配列が密になっている。アキュムレート部２’は、冷却ユニット２と加熱ユニット１との蓋体の供給排出の速度の変動を吸収すると共に、冷却ユニットに常に一定以上の蓋体を冷却に要する十分な時間貯留して、略常温まで冷却された蓋体を密封装置に途切れないように供給することを可能にしている。冷却ユニットの蓋体搬送路には、図示していないが後述するように蓋体を検出する蓋体センサーが適宜間隔で配置されている。冷却ユニットで冷却された蓋体３は排出口３４からシュート等適宜のコンベヤ３５を介して密封装置へと送られる。
【００１６】
また、冷却ドラム３１には、加熱殺菌ユニット１へ蒸気を供給する蒸気供給源に連結された蒸気供給パイプ４４が連結され、ドラム内に定期的に蒸気を供給することによって、ドラム内を定期的に殺菌して、ドラム内の無菌状態を維持するようにしている。図の実施形態では、蒸気供給パイプ４４は、除菌フィルター４３を介して冷却エアー供給パイプ４０に連結され、バルブ４５、４６を切替制御することにより、蒸気又は冷却空気を冷却ドラムに供給するようになっているが、配管は適宜変更できる。なお、３７はドレイン管であり、常時はバルブ３８によって閉じられている。
【００１７】
本実施形態の加熱殺菌・冷却装置は、以上のように構成され、蓋体供給装置から供給される蓋体は、ターレットで搬送される間に蒸気を内外面に噴射されて殺菌される。殺菌は、例えば温度略９０℃で２秒間加熱等、ターレットに供給されてから排出するまでに完了するように、殺菌温度、加熱時間（ターレットの回転速度）等が決定される。殺菌が終了した蓋体は、連結シュート２８から冷却ユニット２に供給され、冷却ドラム３１の外周に配置されている螺旋状の経路を転がりながら通過する。その間に、ノズル３３から冷却エアーが蓋体に吹き付けられ、冷却される。経路の螺旋ピッチはアキュムレート部から冷却部に行く程小さくなり、かつ冷却ノズルの配置も密になり、冷却部では密着状態で流れて集中的に冷却エアーが噴射されて、略室温近くまで冷却してから、密封装置に送り出す。
【００１８】
以上が通常の運転状態であるが、より詳細な制御を、螺旋経路を直線経路に展開した図３に示す他の実施形態によって説明する。
図３に示す実施形態の殺菌・冷却装置５０は、冷却ユニットを直線状の搬送経路によって蓋体３を搬送しながら、冷却するようにした点が前記実施形態のものと相違している。前記実施形態と同じ部材は同じ符号によって表示する。
【００１９】
この実施形態においても、冷却ユニット５１の上半部はアキュムレート部５１’であり、蓋体３は実質的に下半部の冷却部５１”において冷却される。そして、本実施形態では冷却ドラムに代えて細径の冷却パイプ５２が上流から下流に沿って斜めに配置され、その外周部に直線状の搬送経路を転がる蓋体の内面に向けて冷却エアーを噴射するノズル３３が設けられている。該ノズルの配置も、前記実施形態と同様にアキュムレート部はピッチが大きく、冷却部はピッチが小さくなるように配置されている。
【００２０】
そして、制御手段として、冷却ユニット５１に配置された経路に沿って、アキュムレート部５１’及び冷却部５１”の図示のような位置▲１▼〜▲６▼にそれぞれ蓋体検出センサーを配置してある。該蓋体検出センサーでの検出は、例えば一定時間連続して蓋体を検出し続けることによって、該位置まで蓋体が貯留されていると判断する。通常加熱殺菌ユニットは、密封装置と同速又は同速に近いスピードに設定され、冷却ユニットには密封装置に排出されると同量の蓋体が稼働中供給されるようになっている。従って、冷却ユニットには、加熱殺菌された蓋体が所定温度まで冷えるまでの時間を稼ぐために、常に所定範囲量の蓋体が貯留されていなければならない。
【００２１】
そのため、例えば、蓋体がアキュムレート部の増速位置▲１▼までしかない場合は、殺菌ユニット１のターレッ１１の回転速度を増速してアキュムレート部への貯蔵量を増やすようにし、減速位置▲２▼まで達したら減速し、アキュムレート部での貯蔵量を調節する。そして、もし満杯位置▲３▼まで達したら、蓋体導入ストッパー１５を閉じ、ターレット式の加熱殺菌ユニット１への蓋体の供給を停止し、現在ターレット内にある分のみが冷却ユニットに供給されるようにする。
【００２２】
もし、蓋体つまり等トラブルが発生して、蓋体が上限位置▲５▼まで達したら、蓋体導入ストッパー１５を閉にし、ターレット１１の回転を停止し、切替ゲート２７を除去シュート２１側に切り替える。その後、ターレットを運転し、ターレット内の蓋体をライン外に除去する。運転を再開して、アキュムレート部５１’の蓋体が空杯位置▲４▼まで減少したら、該信号により蓋体導入ストッパー１５を開き、蓋体の導入を再開する。一方、冷却部５１”の下限位置▲６▼までしか蓋体がないことが検出されると、該位置まで蓋体は短時間に達することになり、冷却不足が生じるために、密封装置を停止する。
【００２３】
以上のようにして、ターレット式の加熱殺菌ユニットと冷却ユニットは連動して一体に制御され、蓋体は常に適性に加熱と冷却を行って密封装置に供給される。従って、殺菌不良や冷却不良の蓋体が密封装置に供給される事故を確実に防ぐことができる。なお、図１に示す実施形態においても同様な制御が行われる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は上記実施形態のものに限らず、その技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施形態では蓋体の殺菌・冷却装置について説明したが、本発明は被処理物品は蓋体に限らず、類似の蓋体状物品、例えばカップ状成形容器の殺菌・冷却装置としても適用可能である。また、殺菌ユニットにおける殺菌媒体としては、蒸気に限らず熱水でも可能であり、また冷却ユニットにおける冷却材は清浄空気が望ましいが、無菌冷却水の採用も可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の加熱殺菌・冷却装置は、上記のように簡単な構成で、充填ラインへの設置も容易であり、しかも充填ラインへ供給される蓋体等の被処理物の内外面を確実に殺菌することができ、且つ短時間に効率良く所定温度まで冷却することができる。また、この冷却ユニットをアキュムレート部装置としても兼用でき、高速ラインに適用しても、蓋体等を十分に冷却でき、特に、プラスチックボトル等熱変形し易い容器詰め食品の製造ラインの高速化を図ることができる。
【００２６】
特に、加熱殺菌ユニットにおける殺菌材として高温蒸気を蓋体の内外面に噴射することにより、殺菌しにくい蓋体内面まで確実に殺菌でき、且つ冷却ユニットで冷却材として清浄冷却空気を蓋体内面に向けて噴射することによって、容器と接触する蓋体内面を効率良く且つ確実に冷却することができる。
また、加熱殺菌ユニットをターレット式に、冷却ユニットを螺旋式にして同軸的に配置することによって、省スペースを図ることができ、且つ取扱も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加熱殺菌・冷却装置の一実施形態を示す概念図である。
【図２】図１の装置における加熱冷却ユニットの概略を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】本発明の加熱殺菌・冷却装置の他の実施形態を示す概念図である。
【図４】本発明の加熱殺菌・冷却装置を配設する充填ラインの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１ターレット式の加熱殺菌ユニット
２螺旋式の冷却ユニット２’ アキュムレート部
２” 冷却部３蓋体（被処理物）
１１ターレット１２ポケット
１３加熱部１４排出口
１５蓋体導入ストッパー１６アッパー蒸気パイプ
１７ロア蒸気パイプ１８サイド蒸気パイプ
１９蒸気噴出穴２１除去シュート
２２蒸気供給パイプ２７切替ゲート
２８連結シュート３１冷却ドラム
３２経路３３ノズル
３４排出口３５コンベヤ
３７ドレン管４０冷却エアー供給パイプ
４３除菌フィルター５０加熱殺菌・冷却ユニット
５１直線式の冷却ユニット５１’ アキュムレート部
５１” 冷却部５２冷却パイプ
１０１容器洗浄装置１０２充填装置
１０３密封装置１０４蓋体供給装置
１０５蓋体殺菌装置１０６ラインコンベヤ

Claims

蓋体などの被処理物の搬送経路を有し、該搬送経路に沿って前記被処理物の内外面に対向して加熱材を噴射する加熱材噴射手段を配置してなる加熱殺菌ユニットと、該加熱殺菌ユニットの下流側に配置され、被処理物の搬送経路を有し、前記加熱殺菌ユニットで加熱殺菌された被処理物を清浄冷却材で冷却する冷却ユニットとの組合せからなり、前記加熱殺菌ユニットは、被処理物をポケットに受容して高温蒸気の噴出ラインに沿って回転搬送するターレットを有するターレット式の加熱殺菌ユニットであり、前記冷却ユニットは、搬送中の被処理物に冷却材を噴射する冷却材噴出口を前記搬送経路に沿って配設され、上流側はアキュムレート部を構成し、下流側が冷却部を構成し、該冷却部は前記冷却材噴出口の配列が前記アキュムレート部よりも密になっていることを特徴とする加熱殺菌・冷却装置。
上記冷却装置の前記搬送経路は、縦方向に螺旋状となっていることを特徴とする請求項２の加熱殺菌・冷却装置。